Ходжиев_Otchet. Кафедра теоретической и экспериментальной физики
 Скачать 229.5 Kb.
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (НИУ «БелГУ») ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНЫХ И ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ ОТЧЕТ о прохождении производственной преддипломной практики студента очной формы обучения 4 курса группы 12001712 Ходжиева Азама Мухаммадовича место прохождения практики: НИУ «БелГУ», Институт инженерных и цифровых технологий, кафедра теоретической и экспериментальной физики; сроки прохождения практики: с 11.05.2021 по 24.05.2021 Руководитель практики: доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики, кандидат физико-математических наук, доцент, А. И. Тарновский Оценка «» 20 г. (подпись) (расшифровка подписи) Зарегистрировано № «» 20 г. (подпись) (расшифровка подписи) Белгород 2021 СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ 3 ЭТАПЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОСХЕМ 4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 8 ЛИТЕРАТУРА 9 ВВЕДЕНИЕДефектоскопия – комплекс методов и средств неразрушающего контроля материалов и изделий с целью обнаружения дефектов. Д. включает: разработку методов и аппаратуру (дефектоскопы и др.); составление методик контроля; обработку показаний дефектоскопов. Вследствие несовершенства технологии изготовления или в результате эксплуатации в тяжёлых условиях в изделиях появляются различные дефекты — нарушения сплошности или однородности материала, отклонения от заданного химического состава или структуры, а также от заданных размеров. Дефекты изменяют физические свойства материала (плотность, электропроводность, магнитные, упругие свойства и др.). В основе существующих методов дефектоскопии лежит исследование физических свойств материалов при воздействии на них рентгеновских, инфракрасных, ультрафиолетовых и гамма-лучей, радиоволн, ультразвуковых колебаний, магнитного и электростатического полей и др. Наиболее простым методом дефектоскопии является визуальный — невооружённым глазом или с помощью оптических приборов (например, лупы). Для осмотра внутренних поверхностей, глубоких полостей и труднодоступных мест применяют специальные трубки с призмами и миниатюрными осветителями (диоптрийные трубки) и телевизионные трубки. Используют также Лазеры для контроля, например качества поверхности тонкой проволоки и др. Визуальная дефектоскопия. позволяет обнаруживать только поверхностные дефекты (трещины, плёны и др.) в металлических изделиях и внутренние дефекты в изделиях из стекла или прозрачных для видимого света пластмасс. Минимальный размер дефектов, обнаруживаемых невооружённым глазом, составляет 0,1—0,2 мм, а при использовании оптических систем — десятки мкм. ЭТАПЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОСХЕМПервый этап: окисление Окисление внешней поверхности пластины, которое позволяет получить тонкую пленку (около одного микрона) диоксида кремния SiO2 . Эта пленка защищает поверхность кремния от проникновения посторонних химических веществ и служит маской для последующего процесса диффузии. Возможность создавать ("выращивать") на кремнии химически устойчивую защитную пленку диоксида кремния делает кремниевые пластины наиболее широко применяемыми полупроводниковыми подложками. Окисление, обычно называемое термическим окислением, представляет собой процесс, который выполняют в высокотемпературных диффузионных печах. Защитная пленка диоксида кремния выращивается в атмосфере, содержащей либо кислород(O2) (сухое окисление), либо кислород в смеси с водяным паром(H2O) (жидкостное окисление). Температура в печах поддерживается в диапазоне от 800 до 13000C. Также могут добавляться хлористые соединения в виде хлористого водорода (HCl) для контроля нежелательных примесей. На современных предприятиях наблюдается тенденция к применению вертикальных печей окисления. Вертикальные печи лучше соответствуют требованиям строгого контроля загрязнений, большему размеру пластин и делают возможной более равномерную технологическую обработку. Типы окисления Сухое окисление. Кремниевые пластины, подвергаемые окислению, сначала очищаются с помощью детергента и водного раствора, растворителей с ксилолом, изопропиловым спиртом или других. Очищенные пластины высушиваются и загружаются в кварцевый держатель для пластин, который называется лодочкой. Затем они помещаются в кварцевую трубу или ячейку диффузионной печи с операторского конца (загрузочный конец). Через входной конец трубы (источник) подается высокочистый кислород или смесь кислорода и азота. Поток "сухого" кислорода контролируется в кварцевой трубе и обеспечивает избыток кислорода для выращивания диоксида кремния на поверхности кремниевой пластины. Жидкостное окисление наиболее распространенные способы введения водяного пара, когда вода является окислителем, следующие: пирофорное окисление, под высоким давлением, барботерное и импульсное. Пирофорное окисление включает введение и горение смеси газа-окислителя кислорода и газообразного водорода. Такие системы обычно называются горящими водородными системами или горелками. Водяной пар образуется, когда необходимое количество водорода и кислорода вводится на входе трубы и вступает в реакцию. Данная смесь должна строго контролироваться, чтобы обеспечивалось надлежащее горение и предотвращалось накопление взрывоопасного газообразного водорода. Окисление под высоким давлением(HiPox). Технически называется системой пиросинтеза воды; водяной пар при этом образуется посредством реакции сверхчистого водорода и кислорода. Затем пар откачивается в камеру высокого давления, в которой создается давление в 10 атмосфер, что ускоряет процесс жидкостного окисления. В качестве источника пара также может применяться деионизованная вода. При барботерном окислении деионизованная вода подается в контейнер, который называется барботер. В нем поддерживается постоянная температура воды ниже точки кипения (1000C) с помощью нагревательной сетки. Газообразный азот или кислород подается на вход барботера, насыщается водяным паром, когда он поднимается через воду, и выпускается через выход в диффузионную печь. Барботерные системы чаще всего применяются в качестве систем окисления. При импульсном окислении деионизованная вода непрерывно стекает на поверхность подогреваемого дна кварцевого контейнера. Происходит интенсивное испарение воды при попадании на горячую поверхность. Газообразный азот или кислород течет над испаряющейся водой и переносит водяной пар в диффузионную печь. Второй этап: Литография Литография — это процесс точного создания рисунков на окисленной поверхности пластины. Микросхема создается слой за слоем; при этом каждый слой получает рисунок от фотошаблона, созданного на этапе схемотехнического проектирования. Литография включает в себя: – Очистку – Нанесение резистов – Сушку и предварительный отжиг – Совмещение фотошаблонов и экспонирование – Проявление – Отжиг – Удаление фоторезиста – Травление Третий этап: Легирование Формирование электрического перехода или границы раздела между областями p- и n- типа на монокристаллической кремниевой пластине - неотъемлемый элемент функционирования всех полупроводниковых приборов. Переходы позволяют электрическому току течь в одном направлении намного легче, чем в другом. Они обеспечивают основу функционирования диодов и транзисторов в полупроводниковых приборах. В интегральной схеме контролируемое число примесей элементов, или добавок, вводится в отдельные протравленные участки кремниевой подложки или пластины. Четвёртый этап: Химическое парофазное осаждение Химическое парофазное осаждение (CVD) — это процесс наращивания слоя дополнительного материала на поверхность кремниевой пластины. Как правило, CVD установки химического парофазного осаждения работают как закрытые системы, благодаря чему химическое воздействие на операторов отсутствует или является незначительным. Тем не менее, кратковременное воздействие HCl свыше 5ppm (ppm-одна миллионная часть) может оказываться при очистке некоторых газоочистителей. Пятый этап: Металлизация После изготовления приборов на кремниевой подложке они должны быть соединены вместе для выполнения схемных функций. Этот процесс называется металлизацией. Металлизация обеспечивает средство разводки или создание межэлементных соединений самых верхних слоев интегральных схем посредством осаждения сложных рисунков проводящих материалов, которые проводят электрическую энергию в схемах. Последний этап: Сборка и испытания После изготовления и металлизации пластины с интегральными схемами необходимо провести сборку корпуса, присоединение выводов, герметизацию и испытания схем. ЗАКЛЮЧЕНИЕДефектоскопия — равноправное и неотъемлемое звено технологических процессов, позволяющее повысить надёжность выпускаемой продукции. Однако методы дефектоскопии не являются абсолютными, т.к. на результаты контроля влияет множество случайных факторов. Об отсутствии дефектов в изделии можно говорить только с той или иной степенью вероятности. Надёжности контроля способствует его автоматизация, совершенствование методик, а также рациональное сочетание нескольких методов. Годность изделий определяется на основании норм браковки, разрабатываемых при их конструировании и составлении технологии изготовления. Нормы браковки различны для разных типов изделий, для однотипных изделий, работающих в различных условиях, и даже для различных зон одного изделия, если они подвергаются различному механическому, термическому или химическому воздействию. Применение дефектоскопии. в процессе производства и эксплуатации изделий даёт большой экономический эффект за счёт сокращения времени, затрачиваемого на обработку заготовок с внутренними дефектами, экономии металла и др. Кроме того, дефектоскопия играет значительную роль в предотвращении разрушений конструкций, способствуя увеличению их надёжности и долговечности. ЛИТЕРАТУРА[1] Сыщенко В.В. Электродинамика для начинающих.  M. Ижевск: РХД, 2020.[2] Памятных Е.А., Туров Е.А. Основы электродинамики материальных сред в переменных и неоднородных полях. M., Наука. Физматлит, 2000. [3] Киттель Ч. Введение в физики твердого тела. M., Наука, 1963. |